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1、实验五对称三相电路仿真一、仿真目的1、验证对称三相电路Y-联结的相、线电压、电流关系性质；2、通过对三相电路的功率测量，验证对称三相电路功率计算的正确性；3、验证两瓦特计测量有功功率的正确性。二、理论分析与实例（1）理论分析1. 频率相同、有效值相同、相位彼此相差120。的3个正弦电压源称为对称三相电源。2. Y形连接时U = UZ0。.A相电压相量形式为UB = UZT20U = U/120。I CUAB =、30。线电压与相电压之间的关系为门=印/30。=、成7/（30。 120。）BLBU =w，3U Z30 = J3U Z（30o +120。）ACA线电流=相电流3. 形连接时c .F
2、 = /相电流相量形式为1 = W-120 一 一-Ic = /Z120。厂. ._/ = / -/ =j3I Z-30A AB CA v AB线电流与相电流之间的关系为/B = /BC - iAB =、BiBC/ - 30/ = / - / = 3 Z-30I C CA BC 7 CA线电压=相电压（2）实例对称三相电路实例分析：如图1所示一对称三相电路，电源和负载均采用三角形接线 方式，A相电压相量为：Ua =380Z30。v； f = 50Hz ；线路阻抗：Z = 4.5 + j6Q ；三 角形负载阻抗为：技+ j2。N图2分析：化单相电路计算如图2所示，得.,380 / 30。U =
3、7=/ 30。= 220 / 0。VA3阻抗一 Y阻抗为：Z一Z,=1 . 5f / 。3线电流为：U .，Z, ；Z,220/0。Ij=44/ 53.130。A负载的相电流为:I=-L/30。= 25.40/ 23.130。AA，B， v3负载端线电压为:U = Z XI= (4.5 + j6) X 25.40/ 23.130。= 190.5 /30。VA，B， A，B,三相负载端总有功功率为：P = 3UA，B，X IA，B cos(30。+ 23.130 D=8709.66W三、仿真实验电路搭建与测试根据理论分析搭建具体的仿真实验电路如图3所示。V343.794AC 1e-0090hm4
4、 380 VrmsXSC1七 JSOHzR8 1E-009QJ80 Vrms 50 Hz 120R91E-009QV21E-O03Q380 Vrms MHz s5k5R4 4.5QL419.105m卜A, B,观察仿真实验可知：A并且由 - 2街白，可得，中=2 x 180 x 50 x 1.679 x 10 -3 =30.22L16.396mHR1AW-1.5QAAV-1.5Q189.746loU2AC lOMOhm3l9.1OSmHR3AAV-1.5QL2VrV-.6.39&mHL36.39&mH图4测量负载两端的电压大小和相位Oscill oscope -XSC1 土 *XSC1affl
5、SaTimebaseScale: 10 ms/OivTimeChannel_AChannel_B191.524 ms-247.605V-12S.397V191.524 ms-247.605 V-12S.397V0.000 s0.000 V0.000 V:图-负载瑞电压与SaveEdge: 国国 S EJUExt. triggers 二 UA所以 U A B, = 189.746 /30。V30 VrmsSO Hz(TR8 1E-009Q380 Vrm&SO Hz120R9 1E-009QV21E-009Q350 Vrms50 Hz -1204XWM11.SQL6 19.10SmHL5 19.1
6、脆 mFL1.-.p.-.p.-.p.-.16.396mHL2.-.p.-.p.-.p.-.16.396mHXWM2L419.1 翩 mH6.396mH图6两瓦特计法测量三相负载的总有功功率由两瓦特计法测量三相负载的总有功功率为：P 8709.12 W四、结论分析1、实验值与理论值在误差范围内相等；2、负载端电压测量是无法得到初相位的，只能获得有效值，但可以通过测量电源电压 与负载端电压的相位差角，间接的得到初相位。3、理论计算结果与仿真测量结果有一定的误差。主要原因有：（1）理论计算是理想状态的分析结果，仿真电路比较接近实际测量情况。比如，电压 表和电流表有内阻存在，会对测量产生一定的影响。
7、并且在电源内部串联电阻也会有影响。（2）观测误差；我们通过观测电源电压与负载端电压的波形的起始点的时间差计算相 位差，由于肉眼观测必然会存在读数误差，从而引起的观测误差。五、实验总结1. 仿真实验时应注意频率和角频率之间换算关系，即f = ；2兀2. 仿真实验时先自定频率，由于软件中没有复阻抗，可以串联一个电阻和一个电感替 代复阻抗，先根据自定的频率得出角频率大小，从而得出电感的大小；3. 计算得出的电感大小与实际之间存在误差，为减小实验误差，使实验更为准确，可 尽量多的保留位数；4. 仿真实验时，注意电压源的正负方向，三相电源可用软件中的三相电源，或直接接 入三个电压源，注意角度；5. 示波
8、器找点时，可相应放大示波器界面，使找到的点更为准确，并注意单位换算； 通过实验，熟练的掌握并运用对称三相电路，通过观察波形图更为直观发现了相电压与线电 压之间的关系。六、实验心得此次仿真实验，是我第一次接触专业的软件，一开始上手遇到了许多困难，对于受控源、 交流电源、示波器的接线和观察都感到很陌生。完成了一道仿真实验后，我观察到了波 形图，感到成功的喜悦之后，我开始慢慢熟悉、了解整个软件，发现软件有很多功能， 平时实际连接的线路图在软件中都能得到仿真，数据也较为准确。整个实验过程中，我 主要通过运用万用表、功率表、示波器仪器完成了此次仿真实验。仿真实验内容包含了 直流、交流电路以及含受控源的基本电路题。虽然只是冰山一角，但我正在渐渐熟悉这 个软件，相信通过此次学习为我接下来学习奠定了扎实基础。
